Протяжка — это процесс, произошедший от традиционного строгания и обеспечивающий точность и гладкость поверхности одним быстрым движением. Эта статья призвана стать полным руководством для инженеров, помогающим разобраться в этом процессе.
Что такое протяжная обработка?
Протягивание можно считать дальнейшим развитием строгания. При этом используется многозубчатый режущий инструмент, называемый протяжкой, который последовательно снимает тонкие слои металла с поверхности заготовки каждым зубом, достигая высокой точности и чистоты поверхности. Если к инструменту прикладывается сила сжатия, а не растяжения, процесс называется протягиванием, а инструмент – протяжкой. Станок для протягивания называется протяжным станком, в то время как протягивание часто выполняется на гидравлическом прессе. Для протягивания больших площадей поверхностей можно использовать протяжку прогрессивного типа, что позволяет снизить общее усилие протягивания.
Процесс протяжной обработки
Перед началом операции протяжки необходима тщательная подготовка. Приспособление на протяжном станке надёжно фиксирует заготовку. Правильное выравнивание крайне важно для обеспечения точности конечного изделия.
Выбор подходящей протяжки крайне важен. Протяжки различаются по форме и размеру, и правильный выбор зависит от требуемых геометрических характеристик и материала заготовки. Затем протяжка аккуратно проводится сквозь или поперёк заготовки, снимая материал при каждом движении. Эта операция выполняется за один проход. Резание может быть линейным или вращательным, в зависимости от используемого оборудования для протяжки и типа протяжки.
После протяжки заготовка тщательно проверяется на соответствие всем требованиям и допусков размеров. На этом этапе вносятся все необходимые изменения.
Виды протяжной обработки
Протягивание — это операция механической обработки, в которой протяжка служит режущим инструментом. При линейном перемещении протяжки относительно заготовки припуск на обработку последовательно снимается зубьями постепенного изменения размера. Поскольку требуемая форма обычно достигается за один рабочий ход, протягивание является высокоэффективным методом финишной обработки. Однако из-за сложной конструкции, высокой стоимости изготовления и специализированного назначения протяжки этот процесс используется преимущественно в массовом производстве.
Протягивание классифицируется в зависимости от обрабатываемой поверхности: внутреннее протягивание и наружное протягивание.
Внутренняя протяжка
Этот метод применяется для обработки сквозных отверстий и внутренних элементов различных сечений, таких как круглые, квадратные, многоугольные и шлицевые отверстия, шпоночные пазы и внутренние зубчатые передачи. Для установки протяжки требуется предварительно обработанное пилотное отверстие. Типичный диаметр отверстия составляет от 8 до 125 мм, а глубина, как правило, не превышает пяти диаметров. В особых случаях диаметр может варьироваться от 3 до 300 мм, а глубина — до 10 мм.
Внешняя протяжка
Этот метод применяется для обработки незамкнутых поверхностей, таких как плоские поверхности, фасонные поверхности, пазы, соединения типа «ласточкин хвост», формы хвостовиков турбинных лопаток и внешние зубчатые колеса. Он особенно подходит для крупносерийного производства больших плоских и сложных фасонных поверхностей. Протягиваемые поверхности могут достигать точности размеров от IT8 до IT6 и шероховатости поверхности от 2.5 до 0.04 мкм.
Виды припусков на обработку заготовки включают:
Формовка. Обеспечивает высокую точность и низкую шероховатость поверхности, но имеет меньшую эффективность. Требует более длинного протягивающего инструмента и применяется в основном для обработки круглых отверстий малого и среднего размера и высокоточных фасонных поверхностей.
Сдвиговая/прогрессивная резка. Подходит для грубой протяжки сложных деталей, таких как квадратные, многоугольные и шлицевые отверстия. Протяжки проще в изготовлении, но качество поверхности ниже.
Кольцевая резка/перекрытие. Высокая эффективность резания, что сокращает длину протяжки, но снижает качество поверхности. В основном используется для обработки отверстий большего размера с большими припусками на обработку и низкими требованиями к точности.
Интегрированное кольцо. Использует метод контурной обработки для черновой обработки и метод фигурной обработки для чистовой обработки, сочетая преимущества обоих методов. Широко применяется для протяжки круглых отверстий.
Преимущества протяжной обработки
Высокая производительность. Хотя скорость резания при протяжке обычно невысока, многозубчатая конструкция протяжки обеспечивает одновременное зацепление большого количества зубьев и длинной режущей кромки. Более того, вся операция, включая черновую, получистовую и чистовую обработку, выполняется за один проход, что значительно сокращает основное и вспомогательное время обработки.
Высокая точность и чистота поверхности. Протяжка включает в себя калибровочную секцию, которая калибрует размер и сглаживает поверхность. Эти калибровочные зубья создают минимальную режущую нагрузку, снимая только упругое восстановление материала. Низкая и стабильная скорость резания также помогает предотвратить образование наростов на кромках.
Простая конструкция и принцип работы станка. Протяжка осуществляется одним основным движением – линейным перемещением протяжки. Подача инструмента обеспечивается за счёт разницы высот между соседними зубьями, называемой подъёмом на зуб.
Недостатки протяжной обработки
Высокая стоимость инструмента для протяжек. Из-за сложной конструкции, формы и высоких требований к точности и качеству поверхности, изготовление протяжек сопряжено с высокой стоимостью. Однако низкая скорость резания обеспечивает медленный износ инструмента и длительный срок его службы. Одна протяжка может быть заточена несколько раз и обрабатывать тысячи деталей за одну заточку. Высокий объём производства обеспечивает низкую стоимость инструмента в расчёте на единицу.
Невозможно исправить позиционные ошибки. Протягивание не позволяет исправить позиционные ошибки, такие как смещение оси предварительно обработанного отверстия.
Ограничение мелкосерийного производства. Высокая стоимость и длительный срок изготовления протяжек делают этот процесс нерентабельным. мелкосерийное производство, требуя тщательного учета стоимости и сроков поставки.
Ограничение при обработке глухих отверстий. Постепенно увеличивающийся размер зубьев протяжки требует определённой длины для достижения конечной формы, и инструмент должен полностью проходить сквозь заготовку. Поэтому этот метод не подходит для обработки глухих отверстий. Для обработки глухих отверстий обычно используются долбёжные фрезы или протяжки.
Применение протяжной обработки
Хотя внутренняя протяжка — это инструмент фиксированного размера, предназначенный для обработки определённых размеров и формы внутренней поверхности, различные внутренние протяжки могут обрабатывать сквозные отверстия различной геометрии, включая круглые, квадратные, многоугольные и шлицевые, а также внутренние зубчатые колеса. Они также используются для обработки канавок различной формы, таких как шпоночные пазы, Т-образные пазы, пазы типа «ласточкин хвост» и ёлочные пазы на дисках турбин. Внешняя протяжка позволяет обрабатывать плоские и фасонные поверхности, внешние зубчатые колеса и хвостовики лопаток.
Предварительно обработанное отверстие не требует точной обработки, а деталь не требует сложного закрепления; она опирается только на торец. Это обуславливает необходимость соблюдения перпендикулярности между осью исходного отверстия и торцом. Если ось отверстия не перпендикулярна торцу, торец детали следует установить на сферическую шайбу. Под действием силы протяжки деталь и шайба могут слегка вращаться, автоматически выравнивая ось отверстия с осью протяжки.
Протяжка в основном применима к серийное и массовое производство, особенно подходит для обработки больших и сложных профилей в больших объёмах, например, блоков цилиндров двигателей. Однако он также используется в единичном или мелкосерийном производстве для обработки некоторых высокоточных поверхностей специальной формы, которые сложно обработать другими методами.
Начните производство от создания прототипа до масштабирования
- Надежная и своевременная доставка по всему миру
- Доступно несколько сертификатов
- Полная проверка перед каждой отправкой
Соображения относительно обработки протяжкой
Твердость материала
Подходящая твёрдость материала для протяжки обычно составляет 170–240 HB. Более твёрдые материалы, как правило, обеспечивают лучшее качество поверхности, чем более мягкие, поскольку мягкие материалы склонны к истиранию на режущих кромках протяжки, вызывая царапание. Напротив, чрезмерно твёрдые материалы приводят к быстрому износу протяжки и сокращению срока её службы.
Пилотное отверстие
Размер и качество пилотного отверстия для круглой протяжки существенно влияют на качество обработанной поверхности, стойкость инструмента и точность. Поэтому пилотное отверстие должно быть обработано правильно:
Перпендикулярность: Пилотное отверстие должно быть перпендикулярно установочной поверхности. Неперпендикулярность может привести к изгибу протяжки и невозможности достижения высокой точности и качества поверхности.
Размер: Если пилотное отверстие слишком маленькое или изогнутое, передний пилот протяжки не сможет войти. Если отверстие слишком большое, протяжка может коснуться заготовки нецентрально с одной стороны.
Загрязнения: Наличие смещенных наростов на кромках или других твердых посторонних предметов в пилотном отверстии является фактором, сокращающим срок службы протяжки.
Скорость резания
Скорость резания влияет на качество обработанной поверхности, точность обработки и срок службы протяжки. Выбор скорости зависит от обрабатываемости материала. Скорость протяжки обычно составляет от 2 до 8 м/мин.
Толщина стенки
Толщина стенки заготовки оказывает незначительное влияние на точность обработки диаметра и круглости отверстия. При протяжке заготовка подвергается радиальному усилию, вызывающему расширение вследствие упругой и пластической деформации. После прорезки упругое восстановление в значительной степени восстанавливает первоначальную форму. Если деформация во время обработки чрезмерна, часть пластической деформации сохранится, то есть упругое восстановление значительно зависит от толщины стенки заготовки.
О Getzshape
Если ваш проект требует высокой точности и эффективности протяжки, выбор надёжного партнёра играет важную роль. Getzshape предлагает профессиональные услуги по протяжке сложных внутренних и внешних деталей, обеспечивая жёсткие допуски и высокое качество поверхности. Свяжитесь с нами для обсуждения Ваших спецификаций по протяжке.
